“סאיינס” מגלה: נפתרה תעלומה בת 100 שנה חוקרי הטכניון גילו שגבישי “וטריט” עשויים משני סידורים אטומיים שונים

“וטריט” הוא סידור אטומי לא יציב של החומר “קלציום קרבונט”

פרופסור משנה בעז פוקרוי והדוקטורנטית בהנחיתו לי קבלה-אמיתי  מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים, מסבירים כי קלציום קרבונט, תרכובת של סידן פחמן וחמצן, הינו המינרל הנפוץ ביותר בטבע ומופיע בצורות שונות הנבדלות במיקום המרחבי של האטומים (בסידור האטומי). “וטריט” הוא סידור אטומי ספציפי של “קלציום קרבונט”  ויחסית לסידורים האטומיים האחרים הינו נדיר ביותר בטבע. למרות היותו נדיר, ניתן למצוא את הוטריט בתחומים רבים מחיינו. בתוך כך, ניתן למצוא אותו באבנים הנוצרות בכיס המרה, במבנים גיאולוגיים מסויימים, משמש כחומר חיוני בתעשיית הנייר, כחלק חשוב במלט ואף נמצא במטאוריטים מהחלל. חוקרי הטכניון חוקרים את הוטריט במסגרת היווצרותו בתהליך ביולוגי מהחשובים ביותר הנקרא ביומינרליזציה. בתהליך זה אורגניזמים מייצרים ע”י שליטה ברמה האטומית מינרלים שונים. למשל, כאשר צדף מקבל מכה והשיריון שלו נסדק, הוא משתמש ב”וטריט” כדי לתקן את הנזק, הקליפה המבריקה בפנינים עשויה מקלציום קרבונט שונה אך לעיתים כתוצאה מטעות בגידול נוצר הוטריט ואז הפנינה אינה מבריקה, ודגים מגדלים את הוטריט באוזניהם ככלי עזר לאיזון (סלמון, למשל).

במשך 100 שנים לא הגיעו המדענים לתשובה חד משמעית מהו סדר האטומים ב”וטריט”. הדוקטורנטית לי קבלה-אמיתי תחת הנחייתו של פרופ’ פוקרוי חקרה גבישים הנמצאים בחיה ימית קטנה (ממשפחת האצטילנים) בשם “הרדמניה מומוס”, סייעו בידיהם בועז מייזל, ביולוג ימי וצוללן מאוניברסיטת תל אביב, אשר אסף את החיה, ד”ר ירון קאופמן סייע בבדיקת החומר במיקרוסקופ “טיטן” של הטכניון (היחיד מסוגו בארץ), ד”ר אנדי פיץ’ ממאיץ האלקטרונים  בגרנובל, ליאוניד בלוך מצוותו של פרופסור משנה פוקרוי ופרופסור פופה גילברט מאוניברסיטת מדיסון בויסקונסין סייעו אף הם במלאכה.

“החיה הזו מייצרת מ’וטריט’ אגד של גבישים, חדים מאוד ויחסית גדולים כך שקל יחסית לעבוד איתם”, מסבירים חוקרי הטכניון. “זו הסיבה שחקרנו את הגבישים הללו וזו הפעם הראשונה שהם נחקרו ברמה אטומית. עד היום ניסו חוקרים שונים למצוא סידור אטומי יחיד לוטריט או לקבוע איזה מהמבנים המוצעים הוא הנכון. אנחנו מצאנו שוטריט בעצם מורכב  משני סדרים אטומיים שונים אשר נמצאים בהרמוניה זה עם זה. הסדר האטומי השני נמצא באזור זעיר מאוד, ננו-מטרי (פי 40,000 קטן משערה) וזו הסיבה שעד כה הוא נעלם מעיני המדענים אשר חשבו שמדובר במבנה אחד ולא בשניים”.

ה”וטריט” הינו מבנה אטומי שאינו יציב ולכן נדיר שייוצר בטבע, עם זאת, עדיין ניתן למצוא אותו באזורים שונים. חוקרי הטכניון משערים שהגילוי שלהם יאפשר בעתיד הבנה של מנגנון ההיווצרות והייצוב של ה”וטריט”.

בתמונה: ספיקולה עם גבישים של וטריט שהופרדה מהרדמניה מומוס. צילומים: דוברות הטכניון